單片機SPI器件的串口控制有什么優(yōu)點？

1.SPI接口簡介

SPI（Serial Peripheral Interface--串行外設接口）總線系統(tǒng)是一種同步串行外設接口，它可以使MCU與各種外圍設備以串行方式進行通信以交換信息。SPI有三個寄存器分別為：控制寄存器SPCR，狀態(tài)寄存器SPSR，數(shù)據(jù)寄存器SPDR。外圍設置FLASHRAM、網(wǎng)絡控制器、LCD顯示驅(qū)動器、A/D轉(zhuǎn)換器和MCU等。SPI總線系統(tǒng)可直接與各個廠家生產(chǎn)的多種標準外圍器件直接接口，該接口一般使用4條線：串行時鐘線（SCLK）、主機輸入/從機輸出數(shù)據(jù)線MISO、主機輸出/從機輸入數(shù)據(jù)線MOSI和低電平有效的從機選擇線SS（有的SPI接口芯片帶有中斷信號線INT、有的SPI接口芯片沒有主機輸出/從機輸入數(shù)據(jù)線MOSI）。

SPI接口的全稱是“Serial Peripheral Interface”，意為串行外圍接口，是Motorola首先在其MC68HCXX系列處理器上定義的。SPI接口主要應用在EEPROM，F(xiàn)LASH，實時時鐘，AD轉(zhuǎn)換器，還有數(shù)字信號處理器和數(shù)字信號解碼器之間?！　PI接口是在CPU和外圍低速器件之間進行同步串行數(shù)據(jù)傳輸，在主器件的移位脈沖下，數(shù)據(jù)按位傳輸，高位在前，低位在后，為全雙工通信，數(shù)據(jù)傳輸速度總體來說比I2C總線要快，速度可達到幾Mbps。

接口包括以下四種信號：

（1）MOSI – 主器件數(shù)據(jù)輸出，從器件數(shù)據(jù)輸入

（2）MISO – 主器件數(shù)據(jù)輸入，從器件數(shù)據(jù)輸出

（3）SCLK – 時鐘信號，由主器件產(chǎn)生

（4）/SS – 從器件使能信號，由主器件控制

SPI 總線具有以下特點：

（1）因連線較少，可簡化電路設計。并行總線擴展方法通常需要8根數(shù)據(jù)線、8～16根地址線、2～3根控制線。而SPI總線設計，僅需4根數(shù)據(jù)線和控制線即可完成并行擴展所實現(xiàn)的功能。

（2）器件統(tǒng)一編址，并與系統(tǒng)地址無關(guān)，操作SPI獨立性好。

（3）器件操作遵循統(tǒng)一的規(guī)范．使系統(tǒng)軟硬件具有良好的通用性。

2 AD7390的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

AD7390是ADl公司生產(chǎn)的12位分辨率電壓輸出數(shù)／模轉(zhuǎn)換器。該DAC為用戶提供低成本、高精度的可控電壓解決方案，使用單電源+3V系統(tǒng)供電。器件保證電源電壓為2．7～5．5V時消耗不到100mA的電流，所以該器件適用于一些對功效要求高的設備，比如電池供電系統(tǒng)。輸出電壓取決于外部參考輸入電壓。DACOUT輸出介于REFIN與地之間的任意值，其內(nèi)部框圖如圖2所示。

單片機SPI器件的串口控制有什么優(yōu)點？

內(nèi)部雙緩沖串行數(shù)據(jù)接口提供高速轉(zhuǎn)換，微控制器通過三線SPI控制器件、串行數(shù)據(jù)（SDI）、時鐘（CLK）和使能（LD）引腳。此外，使用CLR輸入可以對輸出清零。操作時序如圖3所示。

單片機SPI器件的串口控制有什么優(yōu)點？

3 AD7390的串口控制

電腦通過RS 232向MCU發(fā)送控制信號，再由MCU控制AD7390，完成整個設置過程。通過串口控制AD7390的軟件流程如圖4所示。一旦有數(shù)據(jù)寫入單片機，則單片機將重新設置AD7390。

單片機SPI器件的串口控制有什么優(yōu)點？

單片機程序分為三大模塊，分別是SPI控制模塊、串口接收模塊和操作信息反饋模塊。

SPI控制模塊產(chǎn)生CLK，LD，并在CLK的上升沿到來之前，保證SDI數(shù)據(jù)的穩(wěn)定，以便AD7390準確地采集到數(shù)據(jù)。CLK時鐘的頻率根據(jù)器件的典型延遲決定，不同器件有不同的延遲，所以它決定了不同器件的時鐘應該不一樣。

串口接收模塊完成從電腦接收數(shù)據(jù)并保存數(shù)據(jù)。由一片MAX 232完成RS 232電平與TTL電平之間的轉(zhuǎn)換。因為傳輸?shù)氖沁B續(xù)性數(shù)據(jù)，因此在接收程序的編寫時，要注意中斷申請的屏蔽，才能準確地接收到全部數(shù)據(jù)。

在利用串口調(diào)試助手調(diào)試時，留意發(fā)送數(shù)據(jù)的格式，是否以16進制發(fā)送，會影響接收到的數(shù)據(jù)。比如，發(fā)送字母“E”，如果以16進制發(fā)送。發(fā)送的實際數(shù)據(jù)是“15”，而接收到的數(shù)據(jù)是“15”的ASCII碼“49”、“53”；如果不以16進制發(fā)送，則發(fā)送的是字母“E”的ASCII碼“69’。由此可以看出它們之間的差別。因此在接收方要得到想要的數(shù)據(jù)，則需要進行轉(zhuǎn)換。該轉(zhuǎn)換可參看后面的程序。

操作信息反饋模塊完成操作結(jié)果的可視化輸出，通過內(nèi)部計算，輸出設置的電壓值，這為調(diào)試過程提供了很大的便利。

AD7390為12位數(shù)／模轉(zhuǎn)換器。該器件接收16位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式如圖5所示，取低12位作為有效數(shù)據(jù)，自動舍棄高4位。因為單片機傳輸數(shù)據(jù)以字節(jié)（8 b）為單位，所以采用16位傳輸模式。

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